采用浸漬法制備了不同釩負(fù)載量的納米級(jí)V₂O₅/TiO₂催化劑,通過(guò)掃描電鏡（scanning electron microscope,SEM）、X射線衍射儀（X-ray diffractomer,XRD）和傅里葉紅外光譜（Fourier transform infrared spectrometer,FT-IR）測(cè)試手段對(duì)催化劑的物化特性進(jìn)行表征。以Printex-U碳黑作為實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒的替代物,利用熱重分析法探究V₂O₅負(fù)載量對(duì)催化氧化碳煙活性的影響,并基于Flynn-Wall-Ozawa法定量表征碳煙催化氧化反應(yīng)過(guò)程。研究結(jié)果表明:較低釩負(fù)載量時(shí),活性組分釩氧物種處于高度分散狀態(tài),基本呈現(xiàn)單層分布。當(dāng)負(fù)載量較高（40%）時(shí),部分釩氧物種開(kāi)始團(tuán)聚并以結(jié)晶態(tài)析出,催化劑表面出現(xiàn)明顯的柱狀晶結(jié)構(gòu)。隨著釩負(fù)載量的增加,在碳煙氧化過(guò)程中催化劑活性呈遞增趨勢(shì)。在一系列樣品中,負(fù)載量20%的V₂O₅/TiO₂催化劑表現(xiàn)出... 

【文章來(lái)源】：內(nèi)燃機(jī)工程. 2016年04期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

由圖３可見(jiàn)，隨著釩負(fù)載量的減少，１０２０ｃｍ－１特征峰逐漸減弱且產(chǎn)生漂移現(xiàn)象，

內(nèi)燃機(jī)工程２０１６年第４期圖２不同負(fù)載量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化劑的ＸＲＤ譜圖圖３不同負(fù)載量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化劑的ＦＴ－ＩＲ譜圖３Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化劑活性評(píng)價(jià)３．１不同釩負(fù)載量的催化劑活性碳煙催化燃燒可歸為三相反應(yīng)［１５］，其主要發(fā)生在碳煙顆粒、催化劑活性位和氣態(tài)氧的三相接觸面上，催化劑與碳煙的接觸程度在碳煙的氧化燃燒過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。高接觸程度可以有效增加碳煙與催化劑活性位的接觸概率，提高催化效率［１６］。然而，實(shí)際柴油機(jī)排氣條件下的碳煙與催化劑接近于松散接觸狀態(tài)，所以本文中碳煙與Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化劑的混合均采用松散接觸。圖４為不同負(fù)載量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化劑對(duì)碳煙氧化作用的ＴＧ與ＤＴＧ譜圖。表１詳細(xì)列舉了碳煙失重及氧化過(guò)程的特征參數(shù)。本試驗(yàn)中起燃溫度Ｔｉ定義為試樣反應(yīng)后失去的質(zhì)量達(dá)到試樣總質(zhì)量５％時(shí)的反應(yīng)溫度，Ｔｐ為最大失重速率對(duì)應(yīng)溫度，燃盡溫度Ｔｆ為碳煙氧化結(jié)束的溫度。結(jié)合圖４和表１可見(jiàn)，在松散接觸狀態(tài)下，釩基催化劑仍表現(xiàn)出良好的催化活性，起燃溫度及峰值溫度等均低于無(wú)觸媒狀態(tài)，說(shuō)明加快了燃燒進(jìn)程。這是因?yàn)楣滔啵郑玻希涤休^低熔點(diǎn)，在碳煙氧化過(guò)程中可形成液相狀態(tài)，同時(shí)活性組分Ｖ２Ｏ５在ＴｉＯ２顆粒表面具有良好的表面遷移能力［５－７］，這均有利于改善催化劑與碳煙之間的接觸程度，提高催化活性。圖４不同負(fù)載量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化劑對(duì)碳煙氧化作用的ＴＧ與ＤＴＧ

內(nèi)燃機(jī)工程２０１６年第４期圖２不同負(fù)載量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化劑的ＸＲＤ譜圖圖３不同負(fù)載量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化劑的ＦＴ－ＩＲ譜圖３Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化劑活性評(píng)價(jià)３．１不同釩負(fù)載量的催化劑活性碳煙催化燃燒可歸為三相反應(yīng)［１５］，其主要發(fā)生在碳煙顆粒、催化劑活性位和氣態(tài)氧的三相接觸面上，催化劑與碳煙的接觸程度在碳煙的氧化燃燒過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。高接觸程度可以有效增加碳煙與催化劑活性位的接觸概率，提高催化效率［１６］。然而，實(shí)際柴油機(jī)排氣條件下的碳煙與催化劑接近于松散接觸狀態(tài)，所以本文中碳煙與Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化劑的混合均采用松散接觸。圖４為不同負(fù)載量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化劑對(duì)碳煙氧化作用的ＴＧ與ＤＴＧ譜圖。表１詳細(xì)列舉了碳煙失重及氧化過(guò)程的特征參數(shù)。本試驗(yàn)中起燃溫度Ｔｉ定義為試樣反應(yīng)后失去的質(zhì)量達(dá)到試樣總質(zhì)量５％時(shí)的反應(yīng)溫度，Ｔｐ為最大失重速率對(duì)應(yīng)溫度，燃盡溫度Ｔｆ為碳煙氧化結(jié)束的溫度。結(jié)合圖４和表１可見(jiàn)，在松散接觸狀態(tài)下，釩基催化劑仍表現(xiàn)出良好的催化活性，起燃溫度及峰值溫度等均低于無(wú)觸媒狀態(tài)，說(shuō)明加快了燃燒進(jìn)程。這是因?yàn)楣滔啵郑玻希涤休^低熔點(diǎn)，在碳煙氧化過(guò)程中可形成液相狀態(tài)，同時(shí)活性組分Ｖ２Ｏ５在ＴｉＯ２顆粒表面具有良好的表面遷移能力［５－７］，這均有利于改善催化劑與碳煙之間的接觸程度，提高催化活性。圖４不同負(fù)載量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化劑對(duì)碳煙氧化作用的ＴＧ與ＤＴＧ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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